摘 要：对平面避险车道进行了真人驾驶实车实验，得出了车辆稳定性和对侧向干扰的初步结论，采用PC-Crash软件建立了平面避险车道和车辆模型，经过车辆低速驶入的模型校正后，应用该软件对重型、高速车辆驶入平面避险车道的行驶距离和车辆姿态进行分析，研究出重型车辆在高速条件下驶入平面避险车道的安全角度，并根据不同驶入速度将平面避险车道划从驶入方式和功能划分成三段，为平面避险车道的设计提供了主要的设计依据。
关键词：平面;避险车道;驶入方式;真人驾驶实车实验;
平面避险车道设置在不同路段时有不同的需求和使用方法，一般可分为两类，一类是为防护位于坡底的固定构造物如主线收费站前等设施而在路侧设置的平面避险车道;另一类是为解决连续长大下坡路段路侧空间受限无法设置传统避险车道，车辆又存在刹车失灵的危险时而在路侧沿下坡设置的平面避险车道。
本文通过真人驾驶实车试验验证车辆以不同方式驶入避险车道后的横向稳定性，并通过集料飞溅情况分析侧向干扰程度，并采用计算机仿真技术模拟车辆高速状态下驶入平面避险车道进行进一步验证，最终得到合理的平面避险车道的驶入角度，以及侧向驶入平面避险车道驶入方式，研究成果能为我国公路长大下坡路段的避险车道设置提供了重要设计依据。
1 单点驶入方式的影响分析对于为防护固定构造物设置的平面避险车道，其主要目的是为了防止失控车辆冲撞构造物造成严重破坏，需引导失控车辆进入平面避险车道避险，因此平面避险车道的驶入方式应为单点驶入，在做好足够的引导措施后，使失控车辆沿避险车道入口进入。
车辆正面进入避险车道时，车轮同时进入制动路床，其影响主要体现在车辆本身的稳定性和车辆冲入时集料的飞溅范围。通过真人驾驶的实车试验对上述影响进行分析。
试验采用40t的4轴货车(真人驾驶)加速至60km/h后正常驶入避险车道，试验车辆需从制动坡床横断面中点位置驶入，车轮需能自由转向。试验车辆及驶入条件见表1及图1。
表1 试验车辆及驶入条件表 下载原图
图1 试验前后车辆对比照片 下载原图
实验结果显示，车辆在自由状态以60.9km/h的速度驶入避险车道后，在距避险车道起始端35.47m处停止，车辆整体无损坏，配重物未发生松动或移动，
豆砾石在行车方向左侧最高飞溅高度出现在距避险车道左侧边缘0.5～1.0m之间，最高飞溅高度为2.0m;最远飞溅到距避险车道左边缘4.0m处。
豆砾石在行车方向右侧最高飞溅高度出现在距避险车道右侧边缘2.0～2.5m之间，最高飞溅高度为2.1m;最远飞溅到距避险车道右边缘7.0m处。
对于本次车辆正面驶入平面避险车道试验，根据试验得到的数据分析，结论如下:
(1)由于车辆正面驶入过程中以及停止后整体姿态保持完好，因此单点驶入的避险车道对于车辆横向稳定性没有影响;
(2)集料在车辆冲击力作用下发生飞溅，根据飞溅后豆砾石在标志线范围内的重量分布可以得出，最大横向飞溅距离为避险车道边缘外7m，最大飞溅高度为2.1m，因此对于单点驶入的避险车道，在进行横断面布置时应对相邻车道进行飞溅物的隔离处理。
2 侧向驶入方式分析失控车辆侧向驶入平面避险车道时，同样需要考虑车辆稳定性和集料的飞溅情况，通过真人驾驶的实车试验对低速时车辆驶入平面避险车道的状态进行了验证，并采用仿真模拟对高速时车辆驶入平面避险车道的状态进行了分析，具体过程和结论如下:
(1)实车试验分析
侧向驶入共进行3次实车驾驶试验验证。
车辆驶入条件如表2所示。
表2 第一次车辆侧向驶入条件 下载原图
试验后车辆的停止状态如图2。
图2 侧向驶入车辆停止后照片 下载原图
豆砾石飞溅情况如表2。
表2 侧向驶入豆砾石飞溅情况表 下载原图
对于车辆侧向驶入平面避险车道试验，根据试验得到的数据分析，结论如下:
(1)车辆侧向驶入过程中以及停止后整体姿态保持完好，侧向驶入方式对于车辆横向稳定性没有影响;
(2)集料在车辆冲击力作用下发生飞溅，低速时，豆砾石在车辆左侧(靠近主车道一侧)飞溅数量和飞溅高度较小，基本不会对相邻车道的正常行驶车辆产生干扰。同时车辆速度越高，豆砾石飞溅范围越广，因此当车辆高速驶入时，需要对避险车道左侧进行隔离防护，保证豆砾石飞溅不对邻近车道正常行驶车辆造成干扰。
(2)仿真模拟分析
以实车试验数据为基础，通过仿真模拟对驶入条件进行扩充，分析车辆高速状态下的稳定性。驶入条件及驶入后车辆状态如表3所示。
表3 平面避险车道车辆侧向驶入计算组合 下载原图
图3 整体式车辆侧翻在避险车道内 下载原图
对于车辆侧向驶入平面避险车道仿真，根据仿真得到的数据分析，车辆速度越高，驶入角度越小，否则高速状态下可能造成车辆翻车，仿真结果显示，速度达到80km/h以上时，驶入角度不宜大于5°。
(3)侧向驶入方法分析
通过对平面避险车道侧向驶入实车试验及仿真分析，平面避险车道从驶入方式和功能划分可分成三段，即起始段、中间段和结束段。
起始段为车辆刚刚发现刹车失灵，或刹车失灵短时间内速度低于80km/h的一段，车辆低速进入平面避险车道时，对车辆驶入角度，相邻车道集料飞溅影响均较小，可通过随时驶入的方式进入避险。
中间段为车辆发现失灵时速度已经达到80km/h以上时需要进入平面避险车道避险的一段，车辆高速进入平面避险车道时，要求以不大于5°的驶入角度进入，并且集料飞溅将会对相邻车道产生影响，因此平面避险车道左侧应设置相应的防护隔离措施，因此驶入方式应为多点驶入。
结束段为平面避险车道的长度范围内车辆以100km/h以上速度进入后不能满足安全停止的距离，结束段应对平面避险车道左侧进行封闭。
3 结论本文通过实车试验和仿真软件，对于车辆在不同速度条件下在采用低速(小于60km/h)实车实验验证的基础上校正了仿真参数，结果表明仿真计算结果真实可靠;进一步的研究表明，在整体式货车以高于80km/h行驶，且驶入角度大于5度时，车辆会发生侧翻，因此建议该平面避险车道的侧面驶入角度不应大于5度。
本研究成果可用于指导平面避险车道的主体设计，包括避险车道的长度以及标线的指引设计。
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